Mokslo ir technologijų pasaulis

Mokslininkai iš Lawrence Livermore nacionalinės laboratorijos (Lawrence Livermore National Laboratory, LLNL) išvystė naują teoriją, kuri paaiškina kodėl taip vadinama tamsioji medžiaga sėkmingai „išvengia“ tiesioginio jos aptikimo. Be to, šioje teorijoje yra paaiškinamas „trūkstamos“ masės fenomenas.

Mokslininkai, kuriant šią teoriją, pasitelkė visomis šių dienų teorinėmis žiniomis ir šiuolaikinių technologijų modeliavimo galimybėmis. Pasitelkus matematinio modeliavimo skaičiavimais, mokslininkai atskleidė sąlygas, kurių reikia kad tamsioji medžiaga pradėtų sąveikauti su įprasta medžiaga. Tai leistų mokslininkams aptikti tamsiąją medžiagą ir išsiaiškinti jos savybes. Tik nurodytos sąlygos yra labai egzotiškos – tai labai aukštos temperatūros plazma, kuri egzistavo mūsų Visatoje jos susidarymo pirmosiomis sekundėmis.

„Sąveika tarp tamsiosios ir paprastos medžiagos intensyviai vyko jaunoje ir karštoje Visatoje. Po to, kai Visata atvėso, ši sąveika nutrūko, medžiagos masių pasiskirstymas baigėsi ir tamsioji medžiaga „pasislėpė“, pasakoja Pavlos Vranas, mokslininkas iš LLNL laboratorijos bei bendraautorius straipsnio „Direct Detection of Stealth Dark Matter through Electromagnetic Polarizability“, kuris priimtas į Physics Review Letters.

Tamsioji medžiaga, kuri sudaro apie 83% visos Visatos medžiagos masės, nesąveikauja nei su elektromagnetine spinduliuote, nei su įprasta mums medžiaga. Šviesa neatsispindi nuo tamsiosios medžiagos, o jos įtaka įprastai medžiagai yra be galo silpna ir jos užregistruoti negali jokie šiuolaikiniai prietaisai. Vienintelis tamsiosios medžiagos egzistavimo įrodymas yra jos kuriama gravitacinė trauka, kuri stipriai veikia galaktikų ir jų sankaupų judėjimą.

Temperatūra – pagrindinis materijos išsiskyrimo raktas. Paaiškinsim tai per elektros krūvį turinčius kvarkus, iš kurių yra sudarytas neutronas. Prie labai aukštų temperatūrų elektros krūvį turintys kvarkai labai stipriai sąveikauja su visomis dalelėmis. Tačiau prie žemų temperatūrų jie susijungia į elektriškai neutralią sudėtingą dalelę.

„Mūsų naujoji teorija sako, kad tamsiosios medžiagos dalelė yra kelis šimtus kartų sunkesnė už protoną ir ji taip pat yra sudaryta iš kelių elektros krūvį turinčių dalelių“ - pasakoja Pavlos Vranas, - „Anksčiau jos sėkmingai „slėpėsi“ nuo aptikimo, o dabar mes žinome, kokių sąlygų reikia, norint jas aptikti ir ištirti”.

Panašiai kaip ir protonas, tamsiosios medžiagos dalelės yra stabilios. Retais atvejais joms skylant atsiranda didelis kiekis antrinių elektringųjų dalelių, kurios greitai suyra po atsiradimo. Tamsiosios medžiagos dalelės gali susidaryti, kai dalelės turi labai didelę energiją: priešpriešinių dalelių srautų susidūrimo metu, tame pačiame Didžiajame hadronų greitintuve. Pagal Pavlo Vraną – atlikti nauji tyrimai greitintuve turi patvirtinti arba paneigti jų naująją teoriją.